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Accès ouvert déclaré 2025 article

State-space kinetic Ising model reveals task-dependent entropy flow in sparsely active nonequilibrium neuronal dynamics

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Rattachement africain : jp. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Neuronal ensemble activity, including coordinated and oscillatory patterns, exhibits hallmarks of nonequilibrium systems with time-asymmetric trajectories to maintain their organization. However, assessing time asymmetry from neuronal spiking activity remains challenging. The kinetic Ising model provides a framework for studying the causal, nonequilibrium dynamics in spiking recurrent neural networks. Recent theoretical advances in this model have enabled time-asymmetry estimation from large-scale steady-state data. Yet, neuronal activity often exhibits time-varying firing rates and coupling strengths, violating the steady-state assumption. To overcome this limitation, we developed a state-space kinetic Ising model that accounts for nonstationary and nonequilibrium properties of neural systems. This approach incorporates a mean-field method for estimating time-varying entropy flow, a key measure for maintaining the system's organization through dissipation. Applying this method to mouse visual cortex data revealed greater variability in causal couplings during task engagement despite reduced neuronal activity with increased sparsity. Moreover, higher-performing mice exhibited increased coupling-related entropy flow per spike during task engagement, suggesting more efficient computation in the higher-performing mice. These findings underscore the model's utility in uncovering intricate asymmetric causal dynamics in neuronal ensembles and linking them to behavior through the thermodynamic underpinnings of neural computation.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
State-space kinetic Ising model reveals task-dependent entropy flow in sparsely active nonequilibrium neuronal dynamics
Date Crossref
09/12/2025
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

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